Устройство для управления ступенчатой коробкой передач с автоматическим переключением передач и электронной системой управления Советский патент 1984 года по МПК F16H5/50 F16H17/00 B60K41/00 

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система управления коробкой передач включает микровычислительную машииу с программой действия и с программой системы прогиоза, а устройство снабжено датчиком мгновенной скорости и нагрузки двигателя подключены к входам упомянутой микровычислительной машины, выходы которой соединены с переключателями управляющих устройств переключения передач.

I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ПЕРЕДАЧ И ЭЛЕКТРОННОИ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее датчик нагрузки двигателя, компаратор и систему управления коробкой передач, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено датчиком мгновенного ускорения транспортного средства, множительным устройством. запоминающим устройством постоянных, блоком блокировки переключения на высшую передачу, блоком определения максимальных оборотов двигателя, блоком индикации включенной передачи, при этом датчик мгновенного ускорения подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выходом множительного устройства, входы которого подключены соответственно к датчику нагрузки двигателя и выходу запоминающего устройства, выход компаратора подключен к первому входу блока блокировки переключения на высщую передачу, второй вход которого соединен с блоком определения максимальных оборотов двигателя, третий вход соединен с выходом блока индикации включенной пеш W редачи, который также соединен с запоминающим устройством, а выход блока блокировки переключения на высщую передачу соединен с системой упра веления коробкой передач, выход которой соединен с входом блока индикации включенной передачи. оо 00 ю

Изобретение касается устройство для управления ступенчатой коробкой передач с автоматическим переключением скоростей и электронной системой управления, особенно для механических коробок передач автомобилей. Известны управляющие или командные системы , работающие по принципу определения скорости движения и нагрузки автомобиля по оборотам выходного вала коробки передач и по положению органа управления подачей горючего. После достижения предварительно заданных параметров они выдают команду к переключению механических ступеней. Недостатком известных систем является то, что при повышенных сопротивлениях движению происходит циклическое переключение соответствующих передач. Данное явление вызвано тем, что при движении на более низкой передаче автомобиль получает ускорение до величины, соответствующей переключению на высшую передачу, однако высшая передача обуславливает более низкую силу тяги, которая при определенных сопротивлениях движению может вызвать замедление движения автомобиля, т.е. переключение на низшую передачу происходит до изменения сопротивления движению, как правило до набора подъема, т.е. происходит вынужденное переключение на низшую ступень передачи. Частота циклов выше по мере того, чем меньше гистерезис переключений с высших на низшие передачи, а увеличение гистерезиса наоборот усложняет выбор оптимального момента для переключения (авт. св. СССР №867710, кл. В 604 41/06. 04.1979). Цель изобретения - повышение надежности работы устройства. Цель достигается тем, что устройство для управления ступенчатой коробкой с автоматическим переключеиием передач и электронной системой управления снабжено датчиком мгновенного ускорения транспортного средства, множительным устройством, запоминающим устройством постоянных, блоком блокировки переключения на высшую передачу, блоком определения максимальных оборотов двигателя, блоком индикациивключеннои передачи, при этом датчик мгновенного ускорения подключен к первому вхо ду компаратора, второй вход которого соединен с выходом множительного устройства, входы которого подключены соответственно к датчику нагрузки двигателя и выходу запоминающего устройства, выход компаратора подключен к первому входу блока блокировки переключения на йысшую передачу, второй вход которого соединен с блоком определения максимальных оборотов двигателя, третий вход соединен с выходом блока индикации включенной передачи, который также соединен с запоминающим устройст-, вом, а выход блока блокировки переключения на высшую передачу соединен с системой управление коробкой передач, выход которой соединен с входом блока индикации включенной передачи. Кроме того, система управления коробкой передач включает микровычислительную машину с программой действия и с программой системы прогноза, а устройство снабжено датчиком мгновенной скорости транспортного средства, при этом датчики мгновенной скорости и нагрузки двигателя подключены к входам упомянутой микровычислительной машины, выходы которой соединены с переключателями управляющих устройств переключения передач. Основным отличием управляющей системы является то, что она содержит прогностическую систему, которая непосредственно перед ожидаемой командой на переключение на высшую передачу производит оценку ускорения транспортного средства при движении на включенной низшей передаче и по извевестным условиям соответствук)щих ступеней передач определяет ожидаемое ускорение после переключения на высшую передачу, например согласно приблизительного соотношения а,-К -Ф где ожидаемое ускорение автомобиля после переключения с п-ой на (п -f 1)-ую передачу; мгновенное ускорение (перед переключением на (п + 1)-ую передачу;

Ф„ - сила тяги автомобиля до переключения на (пЧ- 1)-ую передачу (соответствующая ускорению а );

К,- постоянная включающая вес автомобиля, приведенные и инерционные массы, соответствующее отнощение передачи и др.

Если ожидаемое ускорение а,. О, то прогностическая цепь допускает переключение с п-ой на (п-ь1)-ую передачу.

Если , то прогностическая цепь задерживает переключение до выполнения условия а., О или до достижения максимальных оборотов двигателя.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства в аналоговом исполнении; на фиг. 2 - схема с использованием микровычислительной мащины, программа которой осуществляет функцию основной управляющей и прогностической системы.

Согласно фиг. 1 прогностическая цепь состоит из цепи 1 измерения мгновенного ускорения автомобиля, присоединенной к стороне ввода или вывода коробки передач и подключенной к одному вводу компаратора 5, к второму вводу которого подключен вывод перемножающего устройства 4, к вводам которого .присоединены выводы цепи 2 измерения силы тяги автомобиля и запоминающего устройства 3 постоянных К„, включающих в себя вес автомобиля, инерционные массы и соответствующее отношение передачи. Вывод компаратора 5, сопоставляющего выходные данные цепей 1 и 4, подключен к одному вводу цепи 6, блокирующей переключение (п -f 1)-ой передачи, если а„ - следующему вводу цепи 6 присоединен вывод цепи 7, определяющей максимальные обороты дви- гателя, при которых прекращается действие цепи 6. Вывод 8 цепи 6 является одновременно выводом полной прогностической системы, а также вводом на соответствующие места основной управляющей или командной системь) 9 коробки передач, к которомприсоединен также ввод цепи 10, определение включенной передачи, представляющей обратную связь к запоминающему устройству 3 постоянных цепи 6.

Описанная прогностическая цепь работает следующим образом.

Цепь 1 измерения ускорения разрабатывает данные о мгновенном ускорении а„ обычно на основе информации о скорости автомобиля, выведенной по выходным оборотам коробки передач. Значение мгновенного ускорения в компараторе 5 сравнивается с выходной информацией перемножающего устройства 4, которая является арифметическим произведением данных цепи 2 измерения силы тяги Ф„ и постоянной К„,

соответствующей весу автомобиля инерционным массам и п -ой передаче. Выбор постоянной К из запоминающего устройства 3 определяется цепью 10 индикации включенноной передачи. В момент, когда величина ускорения а уменьщается ниже значения произведения . компаратор дает команду цепи 6 блокировки переключения на высщую передачу. Действие блокирования прерывает цепь 7 в случае, когда мгновенные обороты двигателя превышают значение максимальных оборотов. Цепь 6 получает информацию о переключении передачи от цепи 10.

Схема с применением микровычислительной мащины (фиг. 2) содержит микровычислительную машину 11 с программой 12 основной управляющей системы и программой 13 прогноза, где на вводь соответствующих цепей подается информация из цепи 14 регистрации скорости автомобиля и из цепи 15 регистрации силы тяги, выводы микровычислительной мащины 11 соединены прямо с переключателями 16.

Основная управляющая система ступенчатой коробки передач с автоматическим переключением скоростей разрабатывает обычно две выходные информации - скорость автомобиля, например выходные обороты коробки передач, и нагрузку автомобиля, например положение органа управления подачей горючего. Переключение механических ступеней обеспечивает микровыключательная машина 11 при помощи введенной основной программы 12. Данные о скорости автомобиля из цепи 14 микровычислительная мащина легко трансформирует на мгновенное ускорение, например, путем повторного выполнения расчета разницы между значениями скорости. Данные о силе тяги можно получить в микровычислительной машине по положению органа управления подачи горючего или непосредственно, как вывод цепи 15 для регистрации силы тяги автомобиля.

Программа прогноза 13 микровычислительной машины, обеспечивающая работу прогностической системы, включает: преобразование скорости автомобиля в ускорение; разработку требуемой информации о силе тяги Ф„, например по положению органа управления подачи горючего; индикацию п-ой включенной передачи; выбор постоянной Kfl. соответствующей включению п-ой передачи; выполнение операций умножения КрФ,1; сопоставление мгновенного ускорения со значением КпФп сопоставление мгновенных оборотов двигателя и числа максимальных оборотов п„4к; выдачу команды к блокировке переключения на высшую передачу при выполнении условий а.„ К„-Фг, и пгп„,кс

1

ч

15

16

Фиг.2